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Die Wasserkraft wird von Menschen genutzt um Arbeit zu verrichten oder Energie zu gewinnen.
Das Nutzen der Wasserkraft ist das Ausnutzen der potentiellen Energie (Lageenergie) des Wassers, die beim Nach-Unten-Fließen in kinetische Energie (Bewegungsenergie) umgewandelt wird.
Die Wasserkraft ist eine regenerative oder erneuerbare Energiequelle. Das Wasser wird durch Verdunstung und den Wind (beides von der Sonne verursachte Phänomene) in eine Hochlage gebracht, aus der es dann abfließt, und dabei eine Nutzung durch den Menschen mittels Wasserkraftmaschinen erlaubt.
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2 Wasserkraftwerk 3 Weblinks |
Wassermühle
Traditionell wird Wasserkraft in den Schaufelrädernn der Wassermühle genutzt, um mechanische Maschinen anzutreiben.
Wassermühlen mahlen Getreide, sägen Holz, bearbeiten Metall oder pumpen Wasser (Polderlandschaft).
Wasserkraftwerk
Seit Elektrizität als Energieträger genutzt wird, wird Wasserkraft in Wasserkraftwerken in Elektrische Energie umgewandelt, und dann weiter entfernt wieder zum Verrichten von Arbeit eingesetzt.
Die Bewegung des Wassers treibt Turbinen oder ein Wasserrad an, welche wiederum einen Generator bewegen.
Bei Wasserkraftwerken mit Turbinen wird unterschieden zwischen Niederdruck- und Hochdruckkraftwerken.
Das Gefälle ist bei Flusskraftwerken nur niedrig (einige Meter), dafür stehen größere Wassermengen zur Verfügung.
Laufkraftwerke arbeiten mit Niederdruck, es werden Kaplan-Turbinen, Francis-Turbinen oder neuere Rohrturbinen eingesetzt.
Bei schiffbaren Flüssen müssen Niederdruckkraftwerke mit Schleusen kombiniert sein.
Ein Hochdruckkraftwerk besteht aus Stauanlage mit Wasserfassungen, Druckstollen, Druckschacht mit Wasserschloss zur Verhinderung von Druckstössen, Zentrale mit Turbinen, Generatoren, Transformatoren und Schaltstation.
Das Gefälle der Druckleitungen ist sehr groß (bis zu 1000 m) und durch den dadurch erzeugten hohen Druck, können Hochdruckkraftwerke auch mit wenig Wasser Elektrizität erzeugen. Gewöhnlich werden Pelton- oder Freistrahlturbinenen eingesetzt, bei sehr großen Fallhöhen auch Francis-Turbinen.
Speicherkraftwerke können sehr schnell an- und abgeschaltet werden und in Vollast und Teillast laufen, und liefern gewöhnlich wertvolle Spitzenenergie.
Beispiele:
Mögliche Nachteile von Wasserkraftwerken:
Niederdruckkraftwerke
Bei einem Niederdruckkraftwerk, oft auch Flusskraftwerk oder Laufkraftwerk genannt, wird ein Fluss gestaut und die Turbine durch das abfließende Wasser angetrieben. Niederdruckkraftwerke produzieren, abhängig von der Wassermenge des Flusses ständig Energie Bandenergie oder Grundlastenergie, außer bei extrem tiefem oder extrem hohem Wasserstand.Hochdruckkraftwerke
Bei einem Hochdruckkraftwerk wird das Wasser mittels einer Talsperre in einem Stausee gesammelt und von dort durch Druckleitungen auf die Turbine geleitet.Pumpspeicherkraftwerke
Stauseen können auch verwendet werden, um ungenutzte Bandenergie in wertvolle Spitzenenergie umzuwandeln, indem ein Pumpspeicherkraftwerk in Zeiten von niedrigem Elektrizitätsbedarf Wasser von einem niedrig gelegenen in einen höher gelegenen Stausee pumpt, das dann für Spitzenenergie zur Verfügung steht.Kraftwerksanlagen
Große Kraftwerksanlagen in den Bergen sind komplexe Systeme mit Sammelstollen, mehreren Stauseen, Pumpstationen, und Energiezentralen. Konflikte beim Bau von Wasserkraftwerken
Der Landschaftsverbrauch beim Anlegen von neuen Stauseen (Talsperre) kann zu Konflikten führen, bei denen Nachteile und Vorteile, auch im Vergleich zu anderen Lösungen, im Einzelfall abgewogen werden müssen.
Mögliche Vorteile von Wasserkraftwerken
Weblinks